SINAMICS 集成功能SIMATIC Drive Controller 中集成的自动转速控制基于 SINAMICS S120 控制单元 CU320-2（固件版本 V5.x）的自动转速控制。SINAMICS Integrated 提供了 SINAMICS S120 CU320-2 驱动器功能的其中一部分功能。有关详细信息，可参见本节末尾处“不支持的功能和组件”部分。集成的驱动控制支持以下功能：• 伺服控制，用于实现最大化的动态响应• 矢量控制，用于实现最大扭矩精度• U/f 控制可以通过 PROFINET IO IRT 扩展 SIMATIC Drive Controllers 的驱动器组态限值，例如使用SINAMICS S120 控制单元 CU320-2。SINAMICS Integrated 的安全功能SIMATIC Drive Controller 的 SINAMICS Integrated 支持与 SINAMICS S120 CU320-2 相同的Safety Integrated 功能：• Safety Integrated Basic Functions• Safety Integrated Extended Functions• Safety Integrated Advanced Functions安全功能对应于符合 EN 的功能（如果这些功能已依据该标准进行了定义）。支持的 SINAMICS 功能需要许可证SINAMICS Integrated 仅支持 SINAMICS S120 CU320-2 的以下许可功能和工艺扩展功能(TEC)：• Safety Integrated Extended Functions• Safety Integrated Advanced Functions• 齿槽转矩补偿• Advanced Position Control (APC)• Technology Extension VIBX (Vibration Extinction)• Technology Extension SERVCOUP (Servo Coupling)• DCB Extension Library系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 65• Technology Extension DCDCCONV（DC-DC 转换器）• Technology Extension RAILCTRL（导轨控制，正在开发）• Advanced Synchronous Reluctance Control• Controller Parameter Adaption• 动态网络支持• 电网软化控制PROFIdrive IntegratedCPU 和 SINAMICS Integrated 之间的周期性通信基于 PROFIdrive 机制。用于此目的的通信服务基于 PROFIBUS DP，并通过内部高性能接口进行处理。不支持的功能和组件SINAMICS Integrated 提供了 SINAMICS S120 CU320-2 驱动器功能的其中一部分功能。SIMATIC Drive Controller 的集成驱动控制不支持以下功能/组件：• 自由函数块 (FBLOCKS)• SINAMICS Web 服务器• SIMOTION 特定的或 SINUMERIK 特定的 组件（例如端子模块 TM17、液压驱动器 HLA、控制器扩展模块 CX32-2、数字控制扩展模块 NX10.3/NX15.3）• 扩展板，例如 TB30、CBE20、CBE30-2• SINAMICS Startdrive 不支持的硬件和功能，请参见
信息安全信息安全即为保护运动控制系统，防止数据损坏、窃取和人为错误。集成 TF-CPU 的保护功能SIMATIC Drive Controller 提供集成安全概念，可有效确保网络安全：表格 4- 3 集成 TF-CPU 的保护功能概述保护功能 说明保护机密的组态数据 保护机密的 CPU 组态数据完整性保护 CPU 标配完整性保护功能。这可帮助检测对以下项的任何篡改：• SIMATIC 存储卡中的工程组态数据• 在 TIA Portal 与 CPU 之间传输的工程组态数据• 在 HMI 系统与 CPU 之间传输的工程组态数据• 加密固件访问保护 通过授权级别和集成防火墙，保护系统防止未经授权的组态更改专有技术保护 通过密码功能，保护系统防止未经授权的访问和算法修改系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller50 系统手册, 11/2022, A5EAC保护功能 说明防拷贝保护 通过绑定 SIMATIC 存储卡上各个块和原存储卡序列号，保护系统防止程序复制CPU 锁定 在底盖上使用密封装置或锁具，保护系统防止未授权的访问访问保护示例可从 TIA Portal 中的四种不同访问级别中选择一种来限制用户对功能和存储区的访问。图 4-9 访问保护例如，如果仅允许用户通过 HMI 进行访问，则可在 TIA Portal 中选择访问级别“HMI 访问”(HMI access)。随后，如果不输入密码，则只能进行 HMI 访问和诊断数据访问。具有该访问级别的用户可通过 HMI 设备读取和写入变量。用户不能：• 将块或硬件组态下载到 CPU• 将块或硬件组态从 CPU 上传到 PG/PC• 运行编写测试功能• 通过 PG/PC 更改操作状态• 运行 CPU 固件更新保护功能的优点和客户收益上述保护功能可帮助客户资产不受未授权访问和修改，从而帮助其确保工厂可用性的安全。系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 51安全通信通过企业内部网或公共网络以加密形式将数据传送到外部计算机的需求日益增加。在 STEP 7 中，SIMATIC Drive Controller 支持 Internet PKI (RFC 5280)。从而支持安全通信的组态与应用。例如：• 超文本安全传输协议 (HTTPS)• 开放式用户安全通信• 采用 OPC UA 进行安全通信公钥基础设施 (PKI) 可签发、发布和检查数字证书。对于 SIMATIC Drive Controller ，可在STEP 7 的 CPU 属性中为各种应用创建不同的证书。例如：开放式用户安全通信 TLS 证书、Web 服务器证书和 OPC UA 证书。借助 STEP 7 和 WinCC（自版本 V17 起），CPU 固件版本为 V2.9 及更高版本的 SIMATICDrive Controller 支持创新和标准化安全 PG/PC 及 HMI 通信（简称为安全 PG/HMI 通信）。更多信息有关上述保护功能的更多信息，请参见保护 (页 220)和 STEP 7 在线帮助。西门子产品和解决方案仅仅只是整套信息安全理念的一部分。请注意有关“工业信息安全
Web 服务器SIMATIC Drive Controller 上集成有一个 Web 服务器。可以通过 Web 浏览器显示 CPU 状态，无需额外安装软件，并在有限的程度上进行控制。过程变量的图形显示功能和用户自定义的网站便于信息采集和设备状态诊断。
说明SIMATIC Drive Controller 的 SINAMICS Integrated 不具有其自己的 Web 服务器。系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 53示例：Web 服务器有助于对标准机器进行调试和本地诊断自动化任务：实现用于调试和校准试验台的用户界面。特性：调试标准机器时，通常需要设置一次参数，例如根据安装位置或用途进行设置。此类参数的示例包括 CPU 中的机器运行系统程序参数。还要求操作员能够轻松访问 SIMATIC Drive Controller，以便在出错时快速地进行本地诊断。解决方案：为 SIMATIC Drive Controller 的 Web 服务器创建用户站点。客户可以通过这些网站自行进行机器设置，而无需使用 PG/PC，例如调整校准参数或更改格式。发生错误时，可以通过 SIMATIC Drive Controller 的集成 Web 页面进行快速的初始诊断，而无需进行工程组态项目。优点和客户收益Web 服务器可提供以下优势：• 通过 Web 浏览器访问具有设备相关操作数据的 SIMATIC Drive Controller• 远距离显示服务和诊断信息• 未授权用户访问限制• 通过远程访问对 CPU 和 SINAMICS Integrated 进行固件更新；请参见以下部分：“SIMATIC Drive Controller 固件更新，在通过集成 Web 服务器的步骤下 (页 302)”更多信息有关处理 Web 服务器的详细信息，请参见《SIMATIC S7-1500 Web 服务器》功能手册
跟踪SIMATIC Drive Controller 具有集成跟踪功能，可实现驱动器和控制器的高效调试及优化。跟踪功能可用于集成的 CPU 和 SINAMICS Integrated。跟踪功能根据可调触发条件记录以下内容：• CPU 跟踪中的 CPU 变量• SINAMICS Integrated 跟踪中的驱动参数例如，通过实时跟踪可视化整个过程，可以在调试和维修期间识别系统中的偶发事件。系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 55示例：信号响应分析要分析特定的信号响应，请定义记录信号的记录和触发条件。① 可在项目树的“跟踪”(Traces) 文件夹中调用跟踪功能。• 对于 CPU，在 SIMATIC Drive Controller 的 CPU 下• 对于 SINAMICS Integrated，在 SIMATIC Drive Controller 的驱动单元下趋势图 ② 将显示某次记录中所选的信号。数字信号在下部图中显示为位轨迹。信号表 ③ 中列出了所选测量的信号以及特定特性的设置选项。① 项目树中的跟踪记录② 趋势图③ 信号表图 4-11 CPU 的跟踪记录系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller56 系统手册, 11/2022, A5EAC示例：跟踪功能优化了包装机的调试自动化任务：设备以什么速度可以达到最大生产率？如何快速确定zuijia设置？包装机确保将 ECG 电极快速可靠地包装在由传送带装载和卸载的旋转台上。特性：填充后，问题是确定用于进一步运输包装电极的正确时间。为此，光栅用于跟踪电极的位置。解决方案：SIMATIC Drive Controller 的跟踪功能可在短时间内显示所选信号的准确顺序。该功能有助于调试工程师找到jingque的光栅位置以及皮带与旋转台的zuijia速度。跟踪记录作为设备项目的一部分提供给客户。发生故障时，用户可查看是否是基本设置的更改导致了故障。CPU 跟踪中的跟踪记录也可作为“测量”存储在 SIMATIC 存储卡上；最多可以对 999 条跟踪记录进行评估。优势跟踪功能具有以下优势：• 采用统一标准进行变量分析，即使是偶发错误也能快速定位• 由于 CPU 中的信号可用，可轻松实现经济有效的评估• 监视高度动态化的过程• 逐周期记录：– 最多可在 CPU 跟踪中同时记录 16 个不同的信号和 8 个单独的跟踪作业– 最多可在 SINAMICS Integrated 跟踪中同时记录 8 个不同的信号和 2 个单独的跟踪作业• 在单独的存储区中存储 CPU 跟踪记录，便于定位偶发错误• 多种触发器选项• 多种缩放和光标测量功能• 在 SIMATIC 存储卡上存储 CPU 跟踪记录• 可在 SIMATIC 存储卡上通过 SIMATIC Drive Controller Web 服务器评估跟踪记录• 导出跟踪记录，例如用于用户特定的处理系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 57项目轨迹项目轨迹包括多个 CPU 的轨迹组态。如果 CPU 通过 PROFINET 相互连接，则项目轨迹会记录跨 CPU 的信号。可由每个 CPU 激活的全局触发器信号用于同步操作。在接收到全局触发器信号后，具有有效项目轨迹组态的 CPU 开始记录。更多信息有关如何在不使用 TIA Portal 的情况下保存 CPU 跟踪记录的信息，请参见“使用 SIMATIC存储卡进行数据传输 (页 295)”部分。
CPU 的工艺功能SIMATIC Drive Controller 的 CPU 具有运动控制工艺对象和模块化 S7-1500T CPU。可以根据 PLCopen 通过运动控制指令控制支持 PROFIdrive 的驱动器。运动控制工艺对象下表显示了支持 SIMATIC Drive Controller 的工艺对象。这些工艺对象将占用 CPU 的运动控制资源或扩展运动控制资源。表格 4- 4 工艺对象工艺对象 每个工艺对象所需的资源数量速度轴 40定位轴 80同步轴 160外部编码器 80测量输入 40输出凸轮 20凸轮轨迹 160系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller58 系统手册, 11/2022, A5EAC工艺对象 每个工艺对象所需的资源数量凸轮（1000 个点和 50 个段）2*凸轮（10000 个点和 50 个段）20*运动系统 30*引导轴替代项 3** 这些工艺对象将占用 CPU 的扩展运动控制资源运动控制工艺功能下表显示了 SIMATIC Drive Controller 支持的工艺功能。表格 4- 5 运动控制工艺功能SIMATIC Drive Controller 工艺功能启用/禁用工艺对象确认报警，重新启动工艺对象参考工艺对象，设置参考点停止轴juedui定位轴相对定位轴以设定速度移动轴在点动模式下移动轴定位轴重叠将备用编码器设为运行的有效型编码器停止和禁用轴启用/禁用硬件限位开关控制控制字 1 和 2 的位开始一次性测量开始循环测量中止活动的测量系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 59SIMATIC Drive Controller 工艺功能启用/禁用输出凸轮启用/禁用凸轮轨迹启动齿轮传动通过特定同步位置启动齿轮传动跟随轴上主值的juedui偏移跟随轴上主值的相对偏移跟随轴上从值的juedui偏移跟随轴上从值的相对偏移启动凸轮传动模拟同步操作取消同步齿轮传动取消同步凸轮传动指定附加主机值内插凸轮读取凸轮的从值读取凸轮的主值复制已计算的凸轮元素指定运动设定值启用和禁用力/扭矩限值/固定挡块检测指定附加扭矩指定扭矩的上限和下限中断运动系统的运动控制继续运动系统的运动控制停止运动系统的运动线性轨迹运动的运动系统定位通过线性轨迹运动相对定位运动系统圆周轨迹运动的运动系统定位通过圆周轨迹运动相对定位运动系统通过同步“点对点”运动移动运动系统（juedui）系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller60 系统手册, 11/2022, A5EACSIMATIC Drive Controller 工艺功能通过同步“点对点”运动移动运动系统（相对）启动传送带监控将运动系统设置为仿真模式定义工作区定义运动机构区域激活工作区取消激活工作区激活运动机构区域取消激活运动机构区域重新定义工具更改当前工具重新定义对象坐标系将轴坐标转换为笛卡尔坐标将笛卡尔坐标转换为轴坐标PID 控制所有 S7-1500 CPU 中均标配有紧凑型 PID 控制器。在应用中，可通过 PID 控制器调整实际设定值，同时提高该值的抗干扰性。根据应用具体情况，可使用不同的 PID 控制器。所有控制器都支持以下功能：• 管理组态画面• 自动检测控制器参数• 通过集成的跟踪功能，进行画面调试表格 4- 6 PID 控制器的型号PID 控制器 说明PID Compact PID 连续控制器PID 3step 步控制器，用于集成执行器PID Temp 温度控制器，通过 2 个单独的执行器进行加热和冷却系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 61板载 I/O 的工艺功能SIMATIC Drive Controller 的八个数字量输入/输出在 X142 接口上提供以下工艺功能：表格 4- 7 CPU 在接口 X142 上的工艺 I/O工作模式 功能 应用DI 数字量输入可选：在上升沿和/或下降沿执行硬件中断例如，用作硬件限位开关DQ 数字量输出 例如，用于控制指示灯定时器 DI 采集数字量输入信号的切换时间，每个周期最多两个边沿 (OB91/OB6x)例如，用作测量输入的输入定时器 D输出数字量输出信号，每个周期最多两个边沿 (OB91/OB6x)例如，用作输出凸轮输出过采样 DI 以每周期等间隔获取数字量输入信号的32 种状态 (OB91/OB6x)检测短于位置控制周期或等时同步模式中断的短时信号电平。例如，用于通过接近开关或光栅检测快速移动的产品过采样 DQ 以每周期等间隔输出数字量输出信号的32 种状态 (OB91/OB6x)输出短于位置控制周期或等时同步模式中断的短时信号电平。例如，用于控制短脉冲或脉冲序列的输出来控制胶阀涂胶点等。事件/周期持续时间测量 测量边沿数和周期最大计数频率 32 kHz通过荫罩板和光栅进行简单的速度测量：• 周期测量• 计数器（上升沿）脉宽调制 (PWM) 按以下可组态的基频输出可选脉冲暂停比：1 kHz、2 kHz、4 kHz、8 kHz、16 kHz输出既定周期但负载因数可变的信号例如，用于控制比例阀和方向阀（通过降低保持电流实现节能）。系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller62 系统手册, 11/2022, A5EAC高速输出为了获得短脉冲和最大输出精度，可通过接口 X142 将数字量输出组态为高速输出。数字量输出随后作为快速推/拉开关运行，这些开关将交替切换到 24 V DC 和接地状态。从而会产生陡变边沿和极短的输出延时。数字量输出作为高速输出时特别适用于工作模式定时器 DQ、过采样 DQ 和脉宽调制(PWM)。说明互连注意事项在 X142 接口上将数字量输出用作高速输出时，载流能力会从 0.5 A 减小到 0 4 A。另请注意《SIMATIC Drive Controller》手册
使用工艺模块扩展工艺功能西门子功能强大的分布式工艺模块还可自动执行各种工艺任务，有效降低 CPU 的负载。表格 4- 8 工艺模块 ET 200SP 和 ET 200MP工艺模块 订货号 说明 手册ET 200SP 分布式 I/O 系统TM Count 1x24 V 6ES7138- 6AA01-0BA0单通道计数器模块，用于 24 V 增量或脉冲编码器，3 个 DI，2 个 DQET 200SP TMCount 1x24VTM PosInput 1 6ES7138-6BA01-0BA0用于 RS-422 增量编码器或 SSI juedui编码器的计数和位置采集模块，2 个 DI，2 个 DQET 200SP TMPosInput 1TM Timer DIDQ 10x24 V 6ES7138-6CG00-0BA0时控数字量输入和数字量输出，4 个 DI 和 6 个 DQ（带时间戳），计数功能，脉宽调制，过采样ET 200SP TM 10x24 VTM Pulse 2x24 V 6ES7138-6DB00-0BB1脉宽调制和脉冲输出，2 个 2 A 通道，用于比例阀和直流电机ET 200SP TM Pulse2x24VTM PTO 2x24V 6ES7138-6EB00-0BA0步进驱动器的接口模块，2 个通道，脉冲串输出 (PTO)：24 V，每通道 2 DI 和 1 DQ 24 V DCET 200SP TM PTO2x24V系统概述4.3 SIMATIC Drive Controller 功能SIMATIC Drive Controller系统手册, 11/2022, A5EAC 63工艺模块 订货号 说明 手册SIWAREX WP321 ST 7MH4138-6AA00-0BA0单通道称重电子元件对称重传感器或力传感器中的信号进行高精度采集和处理SIWAREX WP321STSIWAREX WP351 HF 7MH4138-6BA00-0CU0称重电子元件 1 通道具有校准功能的称重模块，用于自动计量、灌装、控制和累计称重秤SIWAREX WP351HF附加工艺模块 请参见ET 200MP 分布式 I/O 系统TM Count 2x24V 6ES7550-1AA00-0AB0双通道计数器模块，用于 24 V 增量编码器或脉冲编码器，每个通道 3个 DI 和 2 个 D TM Count2x24 VTM PosInput 2 6ES7551-1AB00-0AB0用于 RS-422 增量编码器或 SSI juedui编码器的计数和位置采集模块，2 个通道，每个通道 2 个 DI 和 2个 D TMPosInput 2TM Timer DIDQ 16x24 V 6ES7552-1AA00-0AB0时控数字量输入和数字量输出，最多 8 个 DI、16 个 DQ，其中最多16 个带时间戳，计数功能，脉宽调制，过采样ET 200MP/S7-1500TM Timer DIDQ16x24 VTM PTO 4 6ES7553-1AA00-0AB0步进驱动器的接口模块，4 个通道，脉冲串输出 (PTO)：24 V，每通道 2 DI 和 1 DQ 24 V DCS7-1500/ET 200MPTM PTO 4SIWAREX WP521 STSIWAREX WP522 ST7MH4 980-1AA017MH4 980-2AA01单通道 (WP521 ST) 或双通道(WP522 ST) 称重电子元件对称重传感器或力传感器中的信号进行高精度采集和处理SIWAREXWP521/WP522附加工艺模块 请参见更多信息有关 CPU 工艺功能的更多信息，请参见《S7-1500T 运动控制》功能手册